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由于嚴格的環(huán)境和健康法規(guī),，水性涂料正逐漸取代溶劑型涂料,。取得了重大進展：當使用合適的雙組分 (2K) 配方時,，新型水性環(huán)氧樹脂和胺固化劑技術可以提供**的耐腐蝕性,。
在使用提供額外耐腐蝕性的環(huán)氧富鋅底漆的特殊情況下,，挑戰(zhàn)是在環(huán)氧/固化劑基料中添加非常**的鋅粉（通常為 80%-85%） 系統(tǒng)中,，隨之而來的問題是鋅與給質(zhì)子組分如水,、酸性溶劑和分散助劑之間的反應活性增加,。
我們已經(jīng)開發(fā)并測試了幾種雙組分 (2K) 水性環(huán)氧樹脂/胺體系。這些系統(tǒng)旨在增加顏料的添加量并防止鋅粉與提供質(zhì)子的介質(zhì)反應產(chǎn)生危險的氫質(zhì)子,。 .使用經(jīng)典的溶劑型和水基環(huán)氧系統(tǒng)測試這些新系統(tǒng),。**的系統(tǒng)提供具有更長適用期的儲存穩(wěn)定的雙組分富鋅涂層。與揮發(fā)性有機化合物 (VOC) 含量 (~200 g/l) 低得多的溶劑型體系相比,，由此產(chǎn)生的柔性涂層可為鋼提供**的防腐蝕保護,。本文簡要介紹了這種新型雙組分水性環(huán)氧漆基體系，該體系允許配方中含有高含量的鋅,。
水性環(huán)氧技術概述
在早期的水性技術中,，環(huán)氧樹脂只是簡單地分散并穩(wěn)定在水中（圖 1）。借助現(xiàn)代水性環(huán)氧技術,，分散劑和穩(wěn)定劑通過化學反應與環(huán)氧聚合物的主鏈相連,，而不是簡單地與樹脂混合,。在這兩個例子中，胺類固化劑通常是一種水可稀釋的聚合物,。
NewGen™ 環(huán)氧-胺水性技術（圖 2）旨在取代溶劑型環(huán)氧-聚酰胺涂層技術,。環(huán)氧樹脂（EPI-REZ™ 樹脂 6520WH-53）是自乳化的，不含游離表面活性劑,，可以用獨特的零 VOC 胺固化劑（EPIKURE™ 固化劑 6870-W-53）分散鏈接,。這種 NewGen 系統(tǒng)使配方能夠快速干燥，具有高耐腐蝕性和 VOC 含量 <100g/L 和可在室溫下固化的底漆,，以及可直接用于金屬的保護涂層,。
表現(xiàn)
該系統(tǒng)賦予的耐腐蝕性如圖3所示。將油漆噴涂在噴砂鋼板上,，在室溫下固化1周,，然后暴露在鹽霧中連續(xù)冷凝1000小時。經(jīng)過 300 小時的鹽霧和連續(xù)冷凝試驗,，NewGen 配方在冷軋鋼板上表現(xiàn)出**的耐腐蝕性和良好的附著力,。
但是，如果我們想要在遵守新法規(guī)的同時獲得更好的耐腐蝕性怎么辦,？在溶劑型底漆中加入鋅可以提高其耐腐蝕性,。是否有可能制造出比市售的溶劑型環(huán)氧富鋅底漆更好的低 VOC、水性雙組分,、耐腐蝕環(huán)氧底漆系統(tǒng),？
有哪些挑戰(zhàn)？
在水性配方中,，鋅與水反應生成氫氧化鋅并釋放氫氣（方程式 1）,。
Zn + 2H2O → Zn(OH)2 +H2 ↑ [1]
因此，制備水性富鋅底漆時面臨的主要問題是防止鋅在儲存和應用過程中與水發(fā)生反應,。必須避免將未經(jīng)處理的鋅粉直接添加到水性組分中,，以防止與產(chǎn)生氫氣相關的危險。
研究方法
水基三組分體系是可行的,。鋅作為第三種成分僅在涂裝涂料之前添加到水性底漆中,。這種方法很復雜，需要**混合多種成分,。添加鋅粉時,，可能會因吸入而導致潛在的健康和安全問題。通常**于使用雙組分涂料,，施工**時間為1小時,。
為了更方便地施工水性環(huán)氧富鋅涂料，必須防止鋅與水接觸，以免使鋅失效,。鋅金屬仍必須充當犧牲氧化劑以保護涂覆的含鐵基材,。
解決此問題的一種方法是使用 Momentive 的高性能材料3,4。富鋅漿液是將鋅粉分散在硅烷水解液中制成的,，具有保護鋅和防止其與水反應的作用,。然后將環(huán)氧樹脂分散體加入到漿料中。另一種方法是將鋅粉分散在硅烷水解物和環(huán)氧樹脂分散體的預混合溶液中,。
通過測量 40°C 下釋放的氫氣來測試這些鋅漿的穩(wěn)定性,。三組分配方會在幾個小時后失效。雙組分硅烷水解物在室溫下明顯更穩(wěn)定,，長可達 6 個月,。然而，當儲存在 40°C 時,，它們會釋放出一些氫氣,。因此，需要更多的工作來開發(fā)即使在更高溫度下也能穩(wěn)定的富鋅底漆,。
如果將鋅添加到胺固化劑而不是環(huán)氧樹脂組分中會發(fā)生什么,？已經(jīng)開發(fā)出“混合”水性環(huán)氧體系，其中鋅分散在高固體非水胺固化劑中,。然后將該富鋅固化劑與水性環(huán)氧樹脂分散體結合形成雙組分涂層,。不幸的是，當這兩種成分混合時,，初會釋放出相當強烈的氫氣,，而且建設周期不是很長。顯然,，需要開發(fā)一種新的改性固化劑,。
方法
一種新型非水性胺-EPIKURE 固化劑 8538-Y-68 已設計用于水性富鋅底漆。這種胺類固化劑的工作原理是反應性疏水聚合物能在鋅表面迅速達到飽和狀態(tài),，形成膠囊狀，防止鋅與水接觸,。即使在底漆中加入80%質(zhì)量的鋅,，其性能也非常好。一旦胺組分與環(huán)氧樹脂反應,，鋅表面再次成為犧牲電解表面,，形成氧化物，起到屏蔽劑的作用,，防止含鐵基材腐蝕,。使用高填充鋅漿EPIKURE固化劑8538-Y-68和適量的水性環(huán)氧樹脂分散液，可在不釋放氫氣的情況下獲得4小時以上的施工工期。
在環(huán)氧富鋅底漆中使用這種新型胺固化劑的優(yōu)點是：
• 鋅粉更容易分散,；
•高固含量,，無酸，使用非水胺類,，限度減少與鋅反應產(chǎn)生的氣體釋放,；
• 儲存穩(wěn)定性：鋅漿在儲存過程中，只有非常有限的氣體釋放,，直到?jīng)]有檢測到氣體釋放,；
• 適用期：與其他水性替代品相比，其適用期明顯更長,；
•適用于無鋅涂層體系,；
• 與其他水性中間漆和面漆具有**的層間附著力；
• **的防腐保護性能,。
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